КУЛЬТУРАКУЛЬТУРАИЗОЛИРОВАННЫХИЗОЛИРОВАННЫХ КЛЕТОККЛЕТОК ИИ

ТКАНЕЙТКАНЕЙ ВВ СЕЛЕКЦИИСЕЛЕКЦИИРАСТЕНИЙРАСТЕНИЙ

Селекционная практика основывается на двухпринципиальных подходах:

1) создание генетического разнообразия. 2) отбор желаемых генотипов

Клеточные технологиипредлагают

принципиально новые путидля создания генетического

разнообразия и отбора форм сискомыми признаками

Клеточная селекция

Соматическая гибридизация

Генетическая трансформация

Эмбриокультура

Экспериментальная гаплоидия

Клональное микроразмножениеновых сортов, гибридов, линий(включая созданиеискусственных семян)

Для создания генетическогоразнообразия и скринингагенотипов с важными

признаками

Для облегчения и ускоренияселекционного процесса

КлеточныеКлеточные технологиитехнологии вв селекцииселекции растенийрастений

Выращивание зародышей на искусственнойпитательной среде называетсяэмбриокультурой

ПрактическиеПрактические аспектыаспекты использованияиспользованияэмбриокультурыэмбриокультуры::

получение межвидовых и межродовых гибридов

сохранение важного для селекции материала путемкультивирования in vitro потерявших всхожесть семян;

сокращение длительного селекционного процессапутем ускорения in vitro прохождения жизненногоцикла растения.

Экспериментальнаягаплоидия

Андрогенез Гиногенез

ЭкспериментальнаяЭкспериментальная гаплоидиягаплоидия –– получениеполучениегаплоидныхгаплоидных растенийрастений вв условияхусловиях in vitroin vitro

АндрогенезАндрогенез inin vitrovitro -- процесспроцесс образованияобразованиягаплоидногогаплоидного растениярастения изиз микроспорымикроспоры илииликлетокклеток пыльцевогопыльцевого зерназерна

Например, методом андрогенеза в разных странах созданывысокоурожайные и устойчивые сорта риса и пшеницы.

ГиногенезГиногенез inin vitrovitro - процесс образованиягаплоидного растения из клетокзародышевого мешка.

отбор клеток устойчивых к гербицидам;

отбор клеток устойчивых к засолению;

отбор клеток устойчивых к экстремальнымтемпературам;

отбор клеток устойчивых к патогенам;

отбор клеток, характеризующихся повышеннымсинтезом незаменимых аминокислот.

ОсновныеОсновные направлениянаправленияклеточнойклеточной селекцииселекции in vitroin vitro::

Соматическая гибридизация – это методполучения гибридных растений в результатеслияния протопластов, изолированных изсоматических клеток родительских форм

Клетка, в которойслияния ядер не

произошло

ГЕНЕТИЧЕСКАЯГЕНЕТИЧЕСКАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯТРАНСФОРМАЦИЯРАСТЕНИЙРАСТЕНИЙ

НАИБОЛЕЕНАИБОЛЕЕ ВАЖНЫЕВАЖНЫЕ ПРИКЛАДНЫЕПРИКЛАДНЫЕ ПРОБЛЕМЫПРОБЛЕМЫ, , длядля решениярешения которыхкоторых осуществляетсяосуществляется

генетическаягенетическая трансформациятрансформация растенийрастений::

повышение устойчивости к биотическим иабиотическим стрессам;

улучшение качеств запасных белков зерна;

повышение эффективности азотфиксации ирасширение круга культурных растений, способных ксимбиотической фиксации азота;

создание сверхпродуцентов биологически активныхвеществ.

МЕТОДМЕТОД АГРОБАКТЕРИАЛЬНОЙАГРОБАКТЕРИАЛЬНОЙТРАНСФОРМАЦИИТРАНСФОРМАЦИИ

БАЛЛИСТИЧЕСКИЙБАЛЛИСТИЧЕСКИЙ МЕТОДМЕТОД

ИспользованиеИспользование методаметодакультурыкультуры клетокклеток, , тканейтканей ииоргановорганов растенийрастений длядлясохранениясохранения генофондагенофонда

ДляДля сохранениясохранения генофондагенофондамогутмогут бытьбыть использованыиспользованы::

протопласты;суспензионные культуры клеток;каллусные культуры;пыльца и пыльники;культуры меристем побегов;зародыши;асептически выращиваемые целыерастения.

МЕТОДИЧЕСКИЕМЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫПОДХОДЫ, , используемыеиспользуемые длядля решениярешения

проблемыпроблемы сохранениясохранения генофондагенофонда

хранение биологическихобъектов, не нарушаяпроцессов роста

(пересадочные коллекции)

хранение при замедленииили полной остановке

роста(депонирование коллекций,

криосохранение)

НедостаткиНедостатки пересадочныхпересадочныхколлекцийколлекций::

1) при субкультивировании возможныизменения коллекционных объектов;

2) трудоемкость;3) необходимость значительных затрат;4) при длительном субкультивированииснижается способность крегенерации.

ДепонированиеДепонирование коллекцийколлекций(сохранение коллекций без частых

пересадок)

3

РазрабатываемыеРазрабатываемые способыспособы депонированиядепонированияколлекцийколлекций направленынаправлены нана удлинениеудлинение периодапериода

междумежду пересадкамипересадками объектовобъектов

3

Существует несколько способов, лимитирующих рост in vitro:

снижение температуры, при которой происходиткультивирование (1-10ºС;

внесение в среду для культивирования соединений, способных замедлять рост. Это могут быть вещества, оказывающие осмотическое действие (маннит, сорбит, повышение концентрации сахарозы) или веществагормональной природы (абсцизовая кислота, гидразидмалеиновой кислоты, диметилгидразид янтарной кислоты);

изменение состава атмосферного воздуха, с которымсоприкасается культура (гипоксия, снижение атмосферногодавления до 0,5 мм рт.ст).

КриосохранениеКриосохранение(сохранение объектов при температуре

жидкого азота)

ПРЕИМУЩЕСТВАПРЕИМУЩЕСТВА::обеспечение наиболее длительного

сохранения коллекционных объектов;

значительная экономия затрат посравнению с депонированием, и тем болеепересадочными коллекциями;

полная сохранность образца и всех егосвойств

СхемаСхема криосохранениякриосохранениякультурыкультуры растительныхрастительныхклетокклеток::1 – подготовка культуры; 2 – концентрированиекультуры; 3 – добавлениекриопротектора; 4 – перенос в ампулы; 5 – программноезамораживание; 6 – помещение в жидкийазот; 7 – оттаивание; 8 – перенос на чашкиПетри; 9 – удалениекриопротектора; 10 – возобновление роста

1 2 3

5 4

6 7 8

10 9